報告書番号

Y15021

タイトル（和文）

地域間電力融通の効果を定量的に評価する電源構成モデルの開発-再生可能エネルギー大量導入時の電源構成分析の改良-

タイトル（英文）

Development of a Power Generation Optimization Model with Bilateral Power Inter-trade

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

本報告は、自然変動電源の系統導入量の地域偏在により生じる余剰電力や需給・周波数調整などの問題に対する、電源設備や地域間の電力融通設備の計画を対象に、長期的かつ定量的に評価できるモデルについて報告する。同モデルを用いて、自然変動電源の導入拡大が電源計画に及ぼす影響を試算したところ、次のような試算結果が得られた。

(1)地域間の電力融通可能量の増加は、融通量の供給地域で下げ代分の調整力が確保され、自然変動電源の出力抑制日数を減少させ、さらに全地域の系統発電費用も抑えられる。しかし、これら地域間電力融通可能量の当りの効果は、電力融通の拡大と共に低下していく。
(2)揚水式水力は、下げ代の確保だけでなく発電時にLFC調整力を供給できる。特に、揚水式水力の新設が、電力融通による下げ代確保の効果を代替するため、電力融通による出力抑制日数の削減効果は低下する。
(3)長期的な対策として、地域間の電力融通可能量の増加と電源設備の新設を合わせて実施した場合、地域間の電力融通による発電費用の削減効果が大きくなる。その結果、地域間の電力融通のための石炭火力の発電量増加によるCO2排出増加量が、自然変動電源の出力抑制の減少によるCO2排出削減量を上回り、全地域のCO2排出量を増加させてしまう

概要 （英文）

Since the introduction of Feed-in Tariff (FIT) in July 2012, Japan has experienced such a rapid growth of the renewable power that, as of March 2015, more than 27GW of renewable power is grid-connected. Since Japan has approved a lot of projects of variable renewables energy (solar PV and wind power, VRE) and the project locations are not correlated to demand distribution, some regions are expected to have difficulties to adjust power system's balance between load and generation in the future.

In this study, the authors developed a power generation mix optimization model, which considers a bilateral power trade between two regions. The bilateral power trade can mitigate curtailment of VRE, when a region faced with the VRE output exceeding the maximum output level required to maintain the system stability exports power to another region. Power trade can also bring economic benefit since it decreases the gap of the marginal costs of power generation between the regions. Using the model, we obtained the following results. (1) Power trade between regions can reduce VRE curtailment and energy production cost. However, the marginal benefits of VRE curtailment and energy production cost decrease with increase of the power trade. (2) Pumped storage can substitute for power trade. Pumped storage provides benefits of avoiding VRE curtailment by pumping excess output from VRE, and of power system cost reduction by utilizing low cost power resources. The benefit of increasing power trade needs to be carefully compared to the one of additional construction of pumped storage.

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